第4节光合作用与能量转化 二 光合作用的原理和应用 ■■■学习目标 1.通过学习掌握光合作用的过程 2.通过学习能够从物质和能量观视角，闹明光合作用物质和能量的变化 3.理解并能应用影响光合作用速率的环境因素及光合作用原理 ■■■课堂探究 L,光合色素提取的原理 分离的原 2用纸已析法得到的色志带从上件下的序花次是 3绿去士要吸收 类胡萝卜素主要吸收 4.绘出叶绿体的剖面图，并填写结构名称写出酶和色素的分布场所。 二、探索光合作用的经典实酚 1937年英国植物学家希尔 (.Hi11)发现，在商体叶绿体的 浮液中加入 可以 否证明光合作用产生的氧气中氧元素全部来自水？ 如果不能换作 是你应该 绿体在话当条件下 产生氧气的化学反应称作希尔反 应 续表 1941年，关国科学家鲁 (S.Ruben)和卡门M.Kanen)用同位 素示踪的方法，研究了光合作用中 氧气的来流。他们用)的同位专 0分别标记0和00使它们分别 变成，和心然后进行了两问鲁完和卡门的实验能香证明光合作用产生的氧气中的元素来源于水非来源于二氧 组实验：第一组给植物提供0和 1 c电第二组给同种情物提供4，号 和C0,在其他条作都相同的情况 下 氧气都是0，第 组释放的都 954年夫科 合成P 1957年他岩 尝试用图表示与ATP合成有关的图厅 过程总是与水的光解相伴随. 探究：阅读课本Pm“思考·讨论”中撸宾和卡门的实验请据图回答以下问题
第 4 节 光合作用与能量转化 二 光合作用的原理和应用 学习目标 1.通过学习掌握光合作用的过程。 2.通过学习能够从物质和能量观视角,阐明光合作用物质和能量的变化。 3.理解并能应用影响光合作用速率的环境因素,及光合作用原理。 课堂探究 一、知识回顾 1.光合色素提取的原理 ,分离的原 理 。 2.用纸层析法得到的色素带从上往下的顺序依次是 。 3.叶绿素主要吸收 、类胡萝卜素主要吸收 。 4.绘出叶绿体的剖面图,并填写结构名称,写出酶和色素的分布场所。 二、探索光合作用的经典实验 1937 年,英国植物学家希尔 (R.Hill)发现,在离体叶绿体的悬 浮液中加入铁盐或其他氧化剂(悬 浮液中有 H2O,没有 CO2),在光照下 可以释放出氧气。像这样,离体叶 绿体在适当条件下发生水的光解、 产生氧气的化学反应称作希尔反 应。 问题:希尔实验能否证明光合作用产生的氧气中氧元素全部来自水? ;如果不能,换作 是你应该怎样做? 。 续表 1941 年,美国科学家鲁宾 (S.Ruben)和卡门(M.Kamen)用同位 素示踪的方法,研究了光合作用中 氧气的来源。他们用 16O 的同位素 18O 分别标记 H2O 和 CO2,使它们分别 变成 O 和 C 18O2。然后,进行了两 组实验:第一组给植物提供 H2O 和 C 18O2,第二组给同种植物提供 O 和 CO2在其他条作都相同的情况 下,第一组释放的氧气都是 O2,第二 组释放的都是 18O2。 问题:鲁宾和卡门的实验能否证明光合作用产生的氧气中的氧元素来源于水而非来源于二氧 化碳? 1954 年,美国科学家阿尔农 (D.Arnon)发现,在光照下,叶绿体 可合成 ATP。1957 年,他发现这一 过程总是与水的光解相伴随。 尝试用图表示与 ATP 合成有关的图示: 探究:阅读课本 P102“思考·讨论”中鲁宾和卡门的实验,请据图回答以下问题
(1)橹宾和卡门实验的方法： 实验目的 (2)向甲组植物提供 和 向乙组植物提供 和 (3)实验结果：甲组植物释放的0,4全部跽 ,乙组植物释放的O,B全部号 (4)实验结论光合作用释放的0来自 三、光合作用的原理 1.进行小组合作，将光合作用的过程绘制在下面的细胞图中，要求：用箭头和文字表示出光合作用的过程 细胞质基质 2.对光合作用过程中，光反应和暗版应的比校。 光反应阶段 暗反应阶段 进行部位 色素和 条件 AP和P和水 不需要光 物西变化 水的光解： C02的固定 ATP的形成 C的还原： :暗反应为光反应提供 3.光合作用的念：是指绿色植物通过 利用 和 转化成储存着能量的有 机物，并释放 4.写出光合作用的反应式其中有机物用C0表示 四、光合作用和细胞呼吸的关系 小组合作探究用箭头表示0、00，在细胞内细胞外的转移途径（白天光合作用条件都合适的情况下. 五、探究光合作用的原理 1.影响光合作用强的主要环境因素 另外还有 2,阅读课本P实验“探究光照强度对光合作用强度的影响 ,观察微课演示实验将结果填下表 不同光黑条件下浮起的叶片数 10厘米20厘米30厘米
(1)鲁宾和卡门实验的方法: ,实验目的: 。 (2)向甲组植物提供 和 ;向乙组植物提供 和 。 (3)实验结果:甲组植物释放的O2A 全部是 ,乙组植物释放的 O2B 全部是 。 (4)实验结论:光合作用释放的O2来自 。 三、光合作用的原理 1.进行小组合作,将光合作用的过程绘制在下面的细胞图中。要求:用箭头和文字表示出光合作用的过程。 2.对光合作用过程中,光反应和暗反应的比较。 光反应阶段 暗反应阶段 进行部位 条件 、色素和 、 ADP 和 Pi 和水 不需要光、 、 、 物质变化 水的光解: ATP 的形成: CO2的固定: C3的还原: 能量变化 光能→ → 联系 光反应为暗反应提供 ;暗反应为光反应提供 。 3.光合作用的概念:是指绿色植物通过 ,利用 ,将 和 转化成储存着能量的有 机物,并且释放出 的过程。 4.写出光合作用的反应式,其中有机物用(CH2O)表示: 。 四、光合作用和细胞呼吸的关系 小组合作探究,用箭头表示 O2、CO2在细胞内,细胞外的转移途径(白天光合作用条件都合适的情况下)。 五、探究光合作用的原理 1.影响光合作用强度的主要环境因素: ,另外还有 。 2.阅读课本 P105实验“探究光照强度对光合作用强度的影响”,观察微课演示实验,将结果填下表。 不同光照条件下浮起的叶片数 距离 时间 10 厘米 20 厘米 30 厘米
因实验的自支是 通如向控制 百放入下装 相同温度下在一时间内果祭 只开瓶中柜中安放一个c0,传整来检澳不同条件下瓶中C0,浓痘的变化。 C0,传够 暗6000Lu光 co. 1000 500A 406080100120时间(min (1)在0^60min时间段内，C0,浓度为什么增加 (2 3在60 体的净光 还是实际光合速蟀 4.影响光合作用的因素 ()光照强度 分析说明a点的含义： 6点的含 bc段的主要影响因素 n代表 ,代表 (2)C0:浓度 ”C0,浓度 图 曲转线的含义 农田使用农家肥料可以提高产的原因
10 分钟 30 分钟 60 分钟 讨论:该实验的自变量是 ,如何控制 。 因变量是 ,通过观察 来检测因变量。 3.拓展:将一植物幼苗放入下图装置所示的锥形瓶中,瓶中安放一个CO2传感器来检测不同条件下瓶中CO2浓度的变化。 相同温度下,在一段时间内测得结果如下图所示。请同学分析回答下列问题。 (1)在 0~60 min 时间段内,CO2浓度为什么增加? (2)在 60~120 min 时间段内,CO2浓度下降的速率代表植物体的净光合速率还是实际光合速率? (3)在 60~120 min 时间段内,该植物实际光合速率为多少(单位:ppm/min)? 4.影响光合作用的因素 (1)光照强度 分析说明 a 点的含义: ; b 点的含义: ; ab 段的含义: ; bc 段的含义: ; bc 段的主要影响因素: ; n 代表 ,m 代表 。 (2)CO2 浓度 图 1 图 2 曲线的含义 。 农田使用农家肥料可以提高产量的原因: 、
(3)温度 B 1020304050温度 曲线的含义 B点含义 提高产量的措施： ☐☐参考答案 1.绿叶中的色素能够溶解在无水乙菩有机溶剂叶 色素 滤纸上扩散得越快反之则慢 蓝紫光和红光蓝紫光 黄光合作用的色素存在于类囊体薄膜上，与光合作用有关的酶存在于类囊体膜上和仰叶 绿体基质中。 二、不能将水中的氧作标记能ADP+能量愿AP 探究：(1)同位素示踪法探究光合作用释放的氧气来源 2)含0的c0和不含"0的冰含"0的水和不含6的C0, (3)0202(4)水 H.O 光能 ATP (cH.o) 光反应阶设 暗反应阶设 场所 类囊体薄膜 叶绿体基质 条件 光、酶 酶、ATP、MDPH 2H,O→NADPH+O C0,+C,聘2C 物质变化 ADPP1+能量（光能群ATP 2C,+wADm影(CH,0)+C, 能星变化光能一ATP、MDH中化学能一葡塘中稳定的化学能 联系ATP和NADPH ADP和Pi 3.叶 绿体光能二氧化碳水氧气
(3)温度 曲线的含义 。 B 点含义: 。 提高产量的措施: 。 参考答案 一、1.绿叶中的色素能够溶解在无水乙醇等有机溶剂中 色素在层析液中溶解度越高,其随层析液在滤纸上扩散得越快,反之则慢 2.胡萝卜素 叶黄素 叶绿素 a 叶绿素 b 3.蓝紫光和红光 蓝紫光 4. 光合作用的色素存在于类囊体薄膜上,与光合作用有关的酶存在于类囊体膜上和叶 绿体基质中。 二、不能 将水中的氧作标记 能 ADP+Pi+能量 ATP 探究: (1)同位素示踪法 探究光合作用释放的氧气来源 (2)含 18O 的 CO2和不含 18O 的水 含 18O 的水和不含 18O 的 CO2 (3)O2 18O2 (4)水 三、1. 2. 3.叶 绿体 光能 二氧化碳 水 氧气 光反应阶段 暗反应阶段 场所 类囊体薄膜 叶绿体基质 条件 光、酶 酶、ATP、NADPH 物质变化 2 H2O→NADPH+ O2 ADP+Pi+能量（光能） ATP CO2 + C5 2 C3 2 C3 +NADPH （ CH2O ）+ C3 能量变化 光能→ATP、NADPH 中化学能→葡萄糖中稳定的化学能 联系 ATP 和 NADPH ADP 和 Pi
& 四 五、1.光照强弱 通过控制装置 来制 变量光合作用强度同一时间段内圆形小叶片浮起的数量 3.)该过程中，只进行细跑呼吸植物体不放00，所以C0,浓度不新增加 净光合速率。 (3)25 pom/mi 4.()只进行细胞呼吸光合作用速率和细跑呼吸速率相跨细胞呼吸速率大于光合作用速率光合作用速率大于 细跑呼吸速率光照强度细胞呼吸速率净光合作用速率 ②)在一定范围内，随着C0,浓度不新增强，光合作用强度地不新增强 土壤中微生物分解有机物放出二氧化碳农家肥里有矿质元素 (3)在最适温度时酶的活性最大，光合作用速率最强高于或低于最适温度光合作用速率都会受到影响最适温度 白天适当提高温度，保持昼夜温差
4.CO2+H2O (CH2O)+O2 四、 五、1.光照强弱、CO2浓度和温度 水分和矿质元素 2.光照强度 通过控制装置与光源的距离来控制自变量 光合作用强度 同一时间段内圆形小叶片浮起的数量 3.(1)该过程中,只进行细胞呼吸,植物体不断释放 CO2,所以CO2浓度不断增加。 (2)净光合速率。 (3)25 ppm/min。 4.(1)只进行细胞呼吸 光合作用速率和细胞呼吸速率相等 细胞呼吸速率大于光合作用速率 光合作用速率大于 细胞呼吸速率 光照强度 细胞呼吸速率 净光合作用速率 (2)在一定范围内,随着 CO2浓度不断增强,光合作用强度也不断增强 土壤中微生物分解有机物,放出二氧化碳 农家肥里有矿质元素 (3)在最适温度时,酶的活性最大,光合作用速率最强,高于或低于最适温度,光合作用速率都会受到影响 最适温度 白天适当提高温度,保持昼夜温差